用固相外延方法制备Si_(1-x-y)Ge_xC_y三元材料

分析了 Si1- x- y Gex Cy 三元系材料外延生长的特点 ,指出原子性质上的巨大差异使 Si1- x- yGex Cy 材料的制备比较困难 .固相外延生长是制备 Si1- x- y Gex Cy 的有效方法 ,但必须对制备过程各环节的条件进行优化选择 .通过实验系统地研究了离子注入过程中温度条件的控制对外延层质量的影响以及外延退火条件的选择与外延层结晶质量的关系 .指出在液氮温度下进行离子注入能够提高晶体质量 ,而注入过程中靶温过高会导致动态退火效应 ,影响以后的再结晶过程 .采用两步退火方法有利于消除注入引入的点缺陷 ,而二次外延退火存在着一个最佳退火温区 .在此基     

薄层SOS薄膜材料外延生长及其器件应用

亚微米 CMOS/ SOS器件发展对高质量的 1 0 0 - 2 0 0纳米厚度的薄层 SOS薄膜提出了更高的要求 .实验证实 :采用 CVD方法生长的原生 SOS薄膜的晶体质量可以通过固相外延工艺得到明显改进 .该工艺包括 :硅离子自注入和热退火 .X射线双晶衍射和器件电学测量表明 :多晶化的 SOS薄膜固相外延生长导致硅外延层晶体质量改进和载流子迁移率提高 .固相外延改进的薄层 SOS薄膜材料能够应用于先进的 CMOS电路 .     

Si1—x—yGexCy三元系材料的应变补偿特性

研究了Si1-x-yGexCy三元系材料的应变补偿特性,分析了固相外延方法制备的样品中注入离子的分布对应变补偿效果的影响,指出由于Ge和C的投影射程及标准偏差不同,二在各处的组分比并不恒定,存在着纵向分布,因此各处的应变补偿情况也不尽相同。利用高斯公式对不同位置的应变补偿效果进行了分析,得出了外延层中存在应变完全补偿区域时Ge、C的峰值浓度比NGe/Nc应满足一定的取值范围。通过制备不同C组分的样品对上述结论进行了验证,得出的结果与理论预言基本相符。     

薄层SOS薄膜材料外延生长及其器件应用

亚微米CMOS/SOS器件发展对高质量的100-200纳米厚度的薄层SOS薄膜提出了更高的要求.实验证实;采用CVD方法生长的原生SOS薄膜的晶体质量可以通过固相外延工艺得到明显改进.该工艺包括:硅离子自注入和热退火.X射线双晶衍射和器件电学测量表明:多晶化的SOS薄膜固相外延生长导致硅外延层晶体质量改进和载流子迁移率提高.固相外延改进的薄层SOS薄膜材料能够应用于先进的CMOS电路.     

离子注入及退火对GaAs/Si晶体完整性影响的研究

本文用4.2MeV ~7Li离子卢瑟福背散射沟道技术研究了Si上外延GaAs膜在MeV Si离子注入及红外瞬态退火后的再生长过程。实验表明,离子注入可使GaAs外延膜内形成一无序网络,当注入剂量低于某一阈值时,850℃,15秒退火后,损伤区可完全再结晶,再结晶后的GaAs层的晶体质量特别在界面区有很大的改善;当剂量超过该阈值时,出现部分再结晶。激光Raman实验也表明,经过处理后的GaAs层Raman谱TO/LO声子的比率比原生长的样品有很大的降低。     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光

将Si、Ge和Ar三种离子注入到磁控溅射制备的富硅二氧化硅和热生长的二氧化硅中,在N2气氛中,作550、650、750、850、950和1050℃退火后,进行电致发光研究.对比样品为退火条件相同的未经注入的上述两种二氧化硅.对于离子注入情况,只观察到Au/1050℃退火的离子注入的富硅二氧化硅/p-Si的电致发光.低于1050℃退火的离子注入富硅二氧化硅和上述各种温度下退火的热生长二氧化硅,无论离子注入与否,都未观察到电致发光.Au/未注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光光谱在1.8eV处出现主峰,在2.4eV处还有一肩峰.在Au/Si注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光谱中,上述两峰的     

用离子自注入改善SOS单晶膜质量的研究

用炉退火和快速红外退火对经过Si离子注入的厚度为0.3—0.54微米的蓝宝石上硅膜(SOS)进行固相外延,并用离子背散射沟道技术和剖面电子显微技术研究其晶体质量的改善.用俄歇能谱结合Ar~+溅射剥层测量硅-蓝宝石界面宽度以估计界面处Al扩散的影响.炉退火和快速红外退火均可使外延膜特别是靠近界面处的晶体质量得到改善,其缺陷密度大大低于原生长膜中的缺陷密度.红外退火后界面宽度略有增加,但炉退火使界面宽度有显著增加.     

Si1-x-yGexCy三元系材料的应变补偿特性

研究了Si1-x-yGexCy三元系材料的应变补偿特性,分析了固相外延方法制备的样品中注入离子的分布对应变补偿效果的影响,指出由于Ge和C的投影射程及标准偏差不同,二者在各处的组分比并不恒定,存在着纵向分布,因此各处的应变补偿情况也不尽相同．利用高斯公式对不同位置的应变补偿效果进行了分析,得出了外延层中存在应变完全补偿区域时Ge、C的峰值浓度比NGe/NＣ应满足一定的取值范围．通过制备不同C组分的样品对上述结论进行了验证,得出的结果与理论预言基本相符．